یکی از پر کاربردترین مصالح در صنعت ساخت و ساز، لوله ها هستند که در اندازه ها و انواع و و اقسام مختلفی طراحی و تولید می شوند. برای خرید این مصالح دانستن مشخصات فیزیکی، شیمیایی، نوع لوله و … از اهمیت بسزایی برخورداری است. یکی از مهم ترین مواردی که باید در زمان خرید لوله ها به آن توجه داشته باشید، رده لوله است. در واقع رده لوله، یک المان حیاتی و مهم برای تعیین ضخامت جداره لوله است و بر اساس سازمان استاندارد آمریکا نیز با اصطلاح اسکجول شناخته می شود. در این مطلب از وب سایت نیکا صنعت قصد داریم تا به بررسی رده لوله چیست و چگونه محاسبه می شود؟ بپردازیم و اطلاعاتی را در این خصوص در اختیار شما عزیزان قرار دهیم. برای کسب اطلاعات بیشتر تا انتهای این مطلب با ما همراه باشید.
رده لوله چیست؟
رده لوله یک شاخص بسیار مهم برای بیان ضخامت لوله ها نسبت به سایز اسمی آن ها می باشد. در قوانین جهانی و استانداردهای بین المللی، این مفهوم با عنوان Pipe Schedule شناخته می گردد. هرچه اندازه رده‌لوله بزرگ تر باشد، دیواره لوله ضخیم تر بوده و البته میزان تحمل توان لوله در برابر فشار داخلی نیز بیشتر خواهد شد.
نکته حائز اهمیت این است که اگر رده‌لوله تغییر پیدا کند، قطر خارجی ثابت خواهد ماند اما قطر داخلی لوله تغییر می کند! به دلیل آن که افزایش ضخامت، فضای داخلی را کاهش خواهد داد. با توجه به این نکته می توان اذعان داشت که رده‌لوله تنها به مقاومت و تحمل فشار لوله وابسته نیست، بلکه این شاخص می تواند بر مواردی مانند دبی جریان، سرعت سیال و حتی افت فشار در سیستم نیز اثر جدی داشته باشد. با توجه به موارد مذکور، زمانی که از رده لوله صحبت می کنیم، با چهار المان یا پارامتر بسیار مهم مواجه خواهیم شد که این پارامترها به شرح زیر هستند:
- ضخامت دیواره لوله
- میزان تحمل در برابر فشار کاری
- تغییر در قطر داخلی و تاثیر بر جریان سیال
- افزایش وزن و تغییر در هزینه تامین
رده لوله چگونه محاسبه می شود؟
یکی از سوالاتی که برای بسیاری از شما عزیزان به وجود می آید، این است که رده لوله چگونه محاسبه می شود؟ در کل برای محاسبه رده‌لوله، استانداردهای مختلفی در سرتاسر جهان وجود دارد و ممکن است محاسبات در هر کشور متفاوت باشد. در این خصوص، شرکت سازنده لوله بر اساس شرایط محیطی و همچنین شرایط مناطق اطراف کارخانه و تقاضای کارفرما می تواند از استانداردهای بین المللی استفاده کند.
برای محاسبه رده‌لوله ها باید چگالی آهن یا متریال مورد استفاده برای تولید لوله را در اختیار داشته باشید و در این صورت می توانید محاسبات را انجام دهید. در خصوص محاسبات نیز به موارد ذکر شده در زیر توجه فرمایید:
- مقدار قطر لوله را در عدد پی ضرب کنید تا محیط دایره به دست بیاید.
- برای به دست آوردن سطح مقطع لوله باید محیط دایره را در ضخامت لوله ضرب کنید.
- عدد حاصل را در طول لوله و 7.85 ضرب کنید تا رده‌لوله حاصل شود.
البته برای محاسبات نیز می توان از فرمول ها و روش های دیگر استفاده کرد. فرمول محاسبه رده لوله به شرح t = (P × D) / (2 × S × E) می باشد. که در این فرمول:
- P : فشار طراحی سیستم
- : D قطر خارجی لوله
- S : تنش مجاز متریال
- : E ضریب کیفیت جوش
در این فرمول t همان ضخامت لوله است و پس از به دست آوردن ضخامت، در جدول رده لوله آن را مقایسه می کنیم و سپس نزردیک ترین عدد به عدد به دست آمده انتخاب خواهد شد. این کار باعث می شود تا ضریب اطمینان رعایت گردد. باید اشاره داشت که این فرآیند پایه اصلی انتخاب لوله بر اساس فشار در طراحی سیستم های پایپینگ می باشد.
رابطه رده لوله با ضخامت و فشار کاری
لازم ذکر است که منظور از ضخامت لوله، فاصله میان سطح داخلی و سطح بیرونی دیواره لوله می باشد. ضخامت معمولا بر حسب میلی متر عنوان شده و یکی از عوامل مهم در تعیین کلاس فشاری لوله می باشد. در واقع رابطه میان ضخامت لوله و رده لوله از موارد ذکر شده در زیر مشخص خواهد شد:
- ضخامت و رده می تواند فشار داخلی سیال را تحمل کند
- هرچه ضخامت بیشتر باشد، لوله در برابر ضربه و بار خارجی مقاومت بالاتری خواهد داشت
- ضخامت بالا معمولا در طول زمان دچار تغییر شکل نخواهد شد
- ضخامت مناسب سبب می شود تا لوله ها در برابر تنش های ناشی از نصب، دفن، جا به جایی و دمای محیط پایدار باقی بمانند
یکی از نکات بسیار مهمی که باید بدانید، این است که ضخامت لوله نقش بسیار مهمی در میزان تحمل فشار داخلی ایفا می کند. هنگامی که سیال در لوله با فشار حرکت می نماید، نیرویی به دیواره داخلی لوله وارد خواهد شد. اگر ضخامت لوله مناسب و کافی نباشد، تنش ایجاد شده می تواند باعث تغییر شکل تدریجی در لوله، ترک خوردگی، کاهش عمر مفید، پارگی یا ترکیدن لوله گردد. با توجه به این موارد در صورتی که ضخامت لوله مناسب باشد، تنش محیطی وارد شده به دیواره برای یک فشار مشخص کمتر خواهد بود. این موضوع در لوله های تحت فشار مانند خطوط آب، آبیاری تحت فشار و برخی کاربردهای صنعتی از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است.
جدول رده های مختلف لوله
تفاوت رده ۲۰، ۴۰ و ۸۰ لوله
سه مورد از پر کاربردترین انواع رده‌های لوله، رده 20، 40 و 80 می باشد که هر کدام از آن ها ویژگی های خاص خود را دارند. در ادامه به بررسی ویژگی های هر کدام از این رده ها می پردازیم:
رده 20:
- این لوله در مقایسه با رده های سنگین تر، ضخامت دیواره کمتری دارد
- برای کاربرد هایی که فشار کاری آن ها پایین تر است، مورد استفاده قرار می گیرد.
- این لوله ها وزن کمی دارند و هزینه ها را کاهش می دهند.
- استفاده از رده 20 باید بر اساس محاسبات مهندسی و استاندارد پروژه انجام شود
رده 40
- این رده از لوله، دارای تعادل مناسب میان ضخامت، وزن، استحکام و هزینه است.
- در بسیاری از خطوط لوله، تاسیسات صنعتی و سیستم های انتقال سیالات مورد استفاده قرار می گیرد.
- ضخامت دقیق رده 40 به سایز اسمی آن بستگی دارد.
رده 80
- رده 80 نسبت به رده 40 در یک سایز اسمی یکسان، از دیواره ضخیم تری برخوردار است
- این لوله برای امور سنگین تر استفاده می شود.
- افزایش ضخامت دیواره می تواند امکان استفاده از این لوله را در سیستم هایی با فشار طراحی بالاتر فراهم نماید.
- رده 80 در صنایع نفت، گاز، پتروشیمی، نیروگاهی و خطوط انتقال صنعتی کاربرد زیادی دارد.
رده لوله چگونه انتخاب می شود؟
بسیاری از افراد گمان می کنند که انتخاب رده‌لوله به معنای انتخاب ضخیم ترین گزینه است. در صورتی که این چنین نبوده و باید عوامل متعددی را در نظر داشته باشیم. در واقع انتخاب رده لوله باید بر اساس تحلیل فنی، شرایط بهره برداری و … انجام شود. در انتخاب رده‌لوله، باید عوامل مهم زیر را در نظر گرفت:
- فشار کاری و فشار طراحی سیستم (میزان فشار داخلی بیشتر به معنای نیازمند بودن به ضخامت بیشتر است)
- دمای سیال (افزایش دما می تواند سبب کاهش مقاومت مکانیکی متریال گردد و به همین دلیل برای خطوط انتقال سیالات داغ؛ معمولا به رده های بالاتر نیاز است)
- نوع سیال و شرایط خوردگی محیط (این موضوع در طراحی سیستم های تاسیساتی اهمیت بسیاری دارد)
- تاثیر بر جریان و افت فشار (در نظر گرفتن دبی و افت فشار اهمیت بسیار زیادی دارد و در طراحی سیستم های تاسیساتی نیز در نظر گرفته خواهد شد)
- الزامات استاندارد و پروژه (در هر صنعت، بر اساس استانداردها و مقررات باید لوله هایی مناسب با همان صنعت مورد استفاده قرار گیرد)
- بررسی های اقتصادی و هزینه های تامین (انتخاب رده بسیار بالا، بدون نیاز واقعی، فقط هزینه پروژه را افزایش می دهد)
رده‌لوله در لوله های مانیسمان و درزدار
لوله های درز دار و لوله مانیسمان، دو نوع از لوله های پر کاربرد در صنایع ساخت و ساز هستند که برای آن ها رده های مختلفی در نظر گرفته شده است. به صورت کلی لوله مانیسمان، لوله های فولادی بدون درز جوش می باشند که از شمش فولادی طراحی و تولید شده و ساختار لوله کاملا یکپارچه است و به همین دلیل نیز احتمال بروز ضعف ناشی از خط جوش به شدت کاهش می یابد. این نوع لوله ها در رده های مختلف تولید شده و برای خطوط انتقال نفت، گاز، بخار و سیالات صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند. در مقابل، لوله های درز دار، لوله هایی هستند که رد جوشکاری بر روی آن ها باقی می ماند و نسبت به لوله های مانسیمان از مقاومت کمتری برخوردار هستند.
کاربرد هر رده لوله
در ادامه به برخی از مهم ترین کاربردهای رده های مختلف لوله ها می پردازیم:
رده 20
- مناسب برای لوله کشی آب و فاضلاب در ساختمان ها
- مناسب برای سیستم های تأسیساتی با فشار پایین
- تهویه مطبوع و انتقال مایعات غیرخورنده
رده 40
- مناسب برای خطوط انتقال نفت و گاز
- صنایع پتروشیمی و پالایشگاه ها
- قابل استفاده برای سیستم های لوله‌کشی صنعتی با فشار بالا
رده 60
- قابل استفاده برای پروژه های نفت و گاز با فشار بالا
- صنایع دریایی و ساخت کشتی
- کاربرد در سیستم های هیدرولیکی و فشار بالا
رده 80
- قابل استفاده برای صنایع پتروشیمی و پالایشگاه ها
- نیروگاه های حرارتی و هسته ای
- خطوط انتقال گاز فشار قوی
رده 160
- پروژه‌های حفاری نفت و گاز
- انتقال سیالات خطرناک و با فشار بالا
- کاربرد در صنایع زیر زمینی و دریایی
سخن پایانی
در این مطلب از وب سایت نیکا صنعت سعی کردیم تا به بررسی رده‌لوله چیست و چگونه محاسبه می شود؟ بپردازیم و اطلاعاتی را در این خصوص در اختیار شما قرار دهیم. برای کسب اطلاعات بیشتر به وب سایت ما مراجعه کنید.
سوالات متداول
1. مزیت لوله رده 80 چیست؟
مقاومت بالا در برابر فشارهای بسیار زیاد، برخورداری از طول عمر زیاد در شرایط سخت، مقاومت بالا در برابر دماهای بالا
2. رده‌لوله چیست؟
رده لوله شاخص بسیار مهمی است که ضخامت دیواره لوله را نسبت به سایز اسمی مشخص می نماید و بیانگر میزان تحمل فشار آن است.
3. رده بندی لوله ها بر اساس دما کدام است؟
لوله ها در این دسته بندی به سه دسته دمای پایین، دمای متوسط و دمای بالا تقسیم بندی می شود.
ثبت ديدگاه